一種篩選去粘劑的方法及在造紙工藝中抑制粘性污染物沉積的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種篩選去粘劑的方法，以及該方法在造紙工藝中抑制粘性污染物沉積的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]制漿和造紙工藝中的有機(jī)污染物作為一集合術(shù)語，是指具有永久或臨時(shí)物理粘性、并可影響紙機(jī)運(yùn)行能力和造成紙品質(zhì)量問題的干擾物質(zhì)。有機(jī)污染物按其來源的不同可分為樹脂和膠粘物兩大類。典型的木樹脂污染物可以例如是由木料游離出的脂肪酸、樹脂酸和其不皂化物，以及與甘油和固醇形成的脂肪酸脂，也包括制漿過程引入的消泡劑、松香膠、涂料和堿性施膠劑中的某些成分等。典型的膠粘物污染物可以例如是來源自回收纖維的熱熔膠、壓敏膠、涂料粘合劑、殘余油墨、蠟和濕強(qiáng)樹脂等。
[0003]當(dāng)紙機(jī)的環(huán)境條件發(fā)生突變(如pH、溫度、水質(zhì)硬度、系統(tǒng)剪切發(fā)生變化)時(shí)，這兩類具有粘性的有機(jī)污染物傾向于以富集的方式留在紙機(jī)系統(tǒng)中，例如濕部的管壁、槽壁及成形網(wǎng)、壓榨毛毯及壓輥、干網(wǎng)及烘缸表面、和壓光機(jī)表面等地方，影響紙機(jī)車速及斷紙率的升高、增加停機(jī)清洗的時(shí)間、并且造成織物壽命的下降等。尤其是當(dāng)形成的沉積物最終以孔洞、臟點(diǎn)、亮斑等紙病形式出現(xiàn)在紙制成品中時(shí)，會造成紙張品質(zhì)的下降、以及后續(xù)涂布或打印等操作問題。
[0004]目前，隨著回收纖維及高得率漿使用量的提高、紙機(jī)系統(tǒng)封閉性及白水回用率的增加、以及使用造紙功能助劑導(dǎo)致的污染物的含量上升，上述粘性污染物的危害正變得更加突出。
[0005]造紙工業(yè)通常采用化學(xué)處理(即對有機(jī)污染物進(jìn)行去粘、再分散、以及與纖維固著)的方式來解決由于粘性污染物造成的系統(tǒng)沉積問題。目前，針對分散劑和固著劑類的污染物抑制劑，已有相對較為成熟和可靠的定量評估方法，例如測定漿料濾液的濁度變化等。但是針對去粘劑類型的化學(xué)處理劑的評估方法卻少有報(bào)道。這是因?yàn)槿フ硠?也被稱作鈍化劑等)的控制機(jī)理主要是通過覆蓋粘性污染物顆粒的表面來減小粘性，從而降低其在造紙系統(tǒng)設(shè)備的金屬、塑料或其它合成材質(zhì)的表面上的沉積性，或者使其更具有親水性而穩(wěn)定地分散在水體系中。在所述的兩種作用過程中，去粘劑不會造成污染物顆粒的數(shù)目或尺寸的變化，所以無法通過例如上述的濁度方法進(jìn)行測定。目前已報(bào)道的針對去粘劑性能的評估，主要都是基于物理粘性的測試方法。
[0006]美國專利5，080, 759公開了一種有機(jī)鈦化合物的“降粘劑”，用作廢紙回用過程中膠粘物的抑制劑。在其實(shí)施例中，公開了一種抗張測試方法，通過測定紙板與工業(yè)粘合劑的結(jié)合強(qiáng)弱來表征去粘劑的作用效果。具體來說，選取了兩種常用的粘合劑來模擬造紙過程中的污染物。一種是合成壓敏膠，先將其直接澆鑄在不銹鋼掛片上，再通過溶液浸泡的處理方式與去粘劑發(fā)生作用，最后將此涂附壓敏膠的掛片與標(biāo)準(zhǔn)紙板復(fù)合、并測定兩者之間的結(jié)合力在使用去粘劑處理前后的變化。另一種是采用合成熱熔膠，測試原理與壓敏膠基本相似，唯一不同點(diǎn)是需預(yù)先將熱熔膠加熱到玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上、以便于澆鑄固化。
[0007]美國專利5，266，166公開了一種烷氧基-醋酸乙烯酯接枝共聚物的去粘劑。在其實(shí)施例中，公開了一種采用180°剝離強(qiáng)度試驗(yàn)來測量粘合劑的物理粘性在去粘劑處理前后的變化的實(shí)驗(yàn)方法。具體來說，該方法選用疏水性的聚酯材料作為測試樣品，目的是模擬造紙系統(tǒng)中容易發(fā)生粘性污染物沉積的材質(zhì)表面，例如壓榨部的毛毯襯底和干網(wǎng)等；同時(shí)選用強(qiáng)粘性的單面膠帶來模擬污染物；然后通過拉力機(jī)測定二者之間的180°反向剝離力，以反映類似膠粘物在紙機(jī)機(jī)架上沉積傾向的好壞。相似的180°剝離強(qiáng)度試驗(yàn)被用作去粘劑的評估方法，也曾在美國專利5，746，888及美國專利6，461，477的實(shí)施例中被公開過。
[0008]美國專利5，256，254公開了一種使用磷酸酯和牛磺酸來抑制粘性物在紙機(jī)烘干部發(fā)生沉積的方法。在其實(shí)施例中，公開了一種特殊的樣品制備方法，來測量剝離強(qiáng)度。具體來說，將超量的含膠標(biāo)簽添加到未漂白硫酸鹽漿中一并抄片；待成形后、將去粘劑盡量均勻地噴涂到濕紙頁表面，再蓋上箔紙并壓緊，最后將紙樣連同單面的鋁箔，一起放到鼓式烘干器上加熱烘干。所以，該剝離強(qiáng)度試驗(yàn)測定的是，鋁箔與含標(biāo)簽?zāi)z的紙樣表面之間的粘合力。
[0009]綜上所述，通過力學(xué)測試表征材料粘性的降低效果，是一類定量評價(jià)去粘劑性能好壞的可行方法。但是上述提及的專利仍存不足，例如，均未能很好地針對制漿和造紙工藝的特點(diǎn)，即未能直接測定造紙系統(tǒng)中存在的特定粘性污染物的粘著特性，而需要采用例如工業(yè)膠粘劑或商用膠帶作為模擬污染物。此外，剝離試驗(yàn)還具有一定的應(yīng)用局限性，通常要求測試對象具有極強(qiáng)的粘合力，以保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以重復(fù)。
[0010]因此，目前仍需要一種快速有效地評估、篩選去粘劑的方法，該方法可以針對造紙系統(tǒng)和造紙工藝中實(shí)際存在的粘性物質(zhì)來篩選合適的去粘劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]針對上述問題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提出如下篩選去粘劑的方法。
[0012]1.一種篩選去粘劑的方法，該去粘劑用于處理造紙工藝中的粘性物質(zhì)，所述方法包括如下步驟:
[0013](a)選取各待篩去粘劑；
[0014](b)用各待篩去粘劑分別各自處理粘性物質(zhì)，來制備各待篩去粘劑的測定樣品，任選制備未經(jīng)待篩去粘劑處理的粘性物質(zhì)空白樣品，其中該粘性物質(zhì)從造紙工藝中獲??；
[0015](C)分別測定各待篩去粘劑的測定樣品中粘性物質(zhì)的粘著力，任選測定該空白樣品中粘性物質(zhì)的粘著力，其中，
[0016]所述粘著力的測定按如下方法進(jìn)行:使測力計(jì)上的探頭與該測定樣品中的粘性物質(zhì)接觸，然后從探頭與該粘性物質(zhì)成90度的方向拉動該探頭，測定將該探頭與粘性物質(zhì)分開時(shí)所需施加的物理作用力，并將該物理作用力作為粘著力的測定值；
[0017](d)比較各測定樣品粘著力的測定值，選取粘著力測定值小的待篩去粘劑；或者，
[0018]將各測定樣品的粘著力測定值分別與空白樣品的粘著力測定值比較，計(jì)算各測定樣品的粘著力相比于空白樣品的減少值，選取減少值大的待篩去粘劑。
[0019]2.根據(jù)項(xiàng)I所述的方法，其中，所述探頭的材料、或者所述探頭與粘性物質(zhì)接觸部分的材料，與獲取粘性物質(zhì)的造紙工藝中的造紙?jiān)O(shè)備所使用的材料相同或相似。
[0020]3.根據(jù)項(xiàng)2所述的方法，其中，所述探頭的材料、或者所述探頭與粘性物質(zhì)接觸部分的材料，選自:金屬、合金、塑料、其它疏水性材料、或者利用金屬、合金、塑料、其它疏水性材料包覆的材料。
[0021 ] 4.根據(jù)項(xiàng)I至3中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述探頭與粘性物質(zhì)的接觸面積不大于10厘米2，優(yōu)選不大于5厘米2，進(jìn)一步優(yōu)選不大于2厘米2，進(jìn)一步優(yōu)選不大于I厘米2，更優(yōu)選不大于0.5厘米2。
[0022]5.根據(jù)項(xiàng)I至4中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述探頭與粘性物質(zhì)的接觸時(shí)間為不小于I秒鐘，優(yōu)選不小于15秒鐘，更優(yōu)選不小于60秒鐘，以保證探頭與粘性物質(zhì)的充分作用。
[0023]6.根據(jù)項(xiàng)I至5中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述待篩去粘劑的測定樣品，包括基材和附著在基材上的粘性物質(zhì)層，所述粘性物質(zhì)層已用待篩去粘劑處理。
[0024]7.根據(jù)項(xiàng)I至6中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述待篩去粘劑的測定樣品由下述方法形成:
[0025](I)使待篩去粘劑與待處理的粘性物質(zhì)預(yù)先混合以處理該粘性物質(zhì)，然后將經(jīng)處理的粘性物質(zhì)涂敷在基材上，從而獲得待篩去粘劑的測定樣品，或者
[0026](2)在基材上涂覆未經(jīng)待篩去粘劑處理的粘性物質(zhì)并形成層，然后利用待篩去粘劑處理所述層中的粘性物質(zhì)，從而獲得待篩去粘劑的測定樣品。
[0027]8.根據(jù)項(xiàng)I至7中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述粘性物質(zhì)是在造紙工藝中產(chǎn)生的樹脂、膠粘物或其混合物。
[0028]9.根據(jù)項(xiàng)8所述的方法，其中，所述粘性物質(zhì)來源于造紙系統(tǒng)中的沉積物或工藝用水中的固體懸浮物。
[0029]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提出如下去除、減少或控制造紙工藝中粘性污染物的方法。
[0030]10.一種在造紙工藝中抑制粘性污染物沉積的方法，其包括:
[0031]根據(jù)項(xiàng)I至9中任一項(xiàng)的方法選擇去粘劑，以及
[0032]將選取的去粘劑用于造紙工藝中以處理粘性污染物。
[0033]11.根據(jù)項(xiàng)10所述的方法，其中，將所述選擇的去粘劑用于造紙系統(tǒng)。
[0034]12.根據(jù)項(xiàng)11所述的方法，其中，所述造紙系統(tǒng)包括:濕部的管壁、濕部的槽壁、成形